CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS DE POLIOLEFINAS FUNCIONALIZADOS COM QUITOSANA

Paulo Eduardo Rivelli Durigon (IC), Denise Freitas Siqueira Petri (PQ)

Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química

Universidade de São Paulo

palavras-chave: poliolefinas, quitosana, compósitos

Introdução

As poliolefinas são principalmente utilizadas na área de embalagens e no setor automotivo. Suas cadeias alifáticas conferem superfícies hidrofóbicas e inertes. Para aumentar o poder de adesão entre poliolefinas e substratos como celulose, metal e vidro, as poliolefinas passam por processos de funcionalização¹. O desenvolvimento de compósitos de polímeros com quitosana vem ganhando muita atenção, pois estes materiais apresentam melhoras em propriedades físicas e mecânicas com relação ao polímero puro, o que pode ser verificado em compósitos de poliamidas/quitosana^2,3.

Objetivos

Este trabalho tem por objetivo (i) funcionalizar polietileno com comonômero octeno, (ii) caracterizar o material funcionalizado e (iii) estudar as propriedades de compósitos do polietileno funcionalizado e quitosana.

Métodos

Polietileno linear de baixa densidade com comonômero octeno (PELBD) foi funcionalizado em solução segundo método descrito na literatura¹, usando anidrido malêico (AM) e anidrido tetrahidroftálico (ATF) como grupos funcionais. A funcionalização também foi realizada em estado fundido utilizando-se um misturador Rheomix 600 da Haake a 150^ºC e a rotação de 60 r.p.m. Foram adicionados aproximadamente 34g de PE e após 2,5 min foi adicionada uma mistura de, aproximadamente, 5g de AM e 0,5g de peróxido de benzoíla e continuou-se o processo, até que se completasse 10 min. O grau de funcionalização das amostras foi determinado por titulação e por espectroscopia no infravermelho. Ainda utilizando o misturador, compósitos de PELBD e quitosana foram preparadas nas mesmas condições, adicionando a quitosana 2,5 min depois da adição do anidrido e do peróxido, e completando os 10 min do processo. Fez-se o compósito utilizando-se, também, o PELBD funcionalizado em solução ao invés de se usar o anidrido e o peróxido. Os ensaios mecânicos de amostras com 6 cm x 1 cm foram feitos no equipamento Instron TTDML 3236, com uma carga máxima de 200kg e velocidade de deslocamento de 5cm/min para as amostras de PELBD puro, 0,5cm/min para as de PELBD/quitosana e 2cm/min para os compósitos de PELBD funcionalizado com AM/ quitosana e PELBD funcionalizado com ATF/ quitosana.

Resultados

A análise do grau de funcionalização foi feita por titulação e por espectroscopia no infravermelho (IV). Por titulação o resultado obtido, na funcionalização em solução, foi de 5,2% para o PELBD com AM e 11,5% para o PELBD com ATF; e na realizada no misturador foi de 20,5% para o PELBD com ATF. O grau de funcionalização por IV foi obtido através da relação entre as intensidades dos picos atribuídos às duplas ligações C = C em 1742 cm^-1 e da carbonila em 1707 cm^-1. Estes resultados também mostraram um maior grau de funcionalização das amostras preparadas no misturador. Em solução o grau de funcionalização é mais baixo do que aquele obtido no misturador, porque o solvente (xileno) compete com as cadeias poliméricas pelos radicais livres.

Os resultados obtidos nos ensaios mecânicos estão resumidos na Tabela 1. Os compósitos de PELBD e quitosana apresentaram uma diminuição de resistência à tração com relação ao PELBD puro, mas deformaram menos. Já os compósitos de PELBD funcionalizados com AM e ATF mostraram valores de resistência à tração comparáveis ao de PELBD puro e menores deformações. As partículas de quitosana provavelmente interferem na orientação das regiões cristalinas do PELBD.

Tabela 1: resultado dos testes mecânicos.

Conclusões

PELBD foi funcionalizado com AM e ATF em soulução e em misturador mecânico. A funcionalização em misturador se mostrou mais eficiente. Os compósitos de PELBD funcionalizados e quitosana apresentaram valores semelhantes de resistência à tração. A adição de quitosana reduz significativamente a deformaçaò do PELBD.

Referencias

1. Maurano C.H.F., Galland G.B., Mauler R.S., Influência da Estrutura de Diferentes Copolímeros de Etileno e a-Olefinas na Funcionalização com Anidrido Maleico, Polímeros: Ciência e Tecnologia, Jul/Set 1998, pág. 79-88;

2. Ratto J.A., Chen C.C., Blumstein R.B., Phase Behavior Study of Chitosan/Polyamide Blends, J. Appl. Polymers Sci. 59(9) 1996, pág. 1451-61;

3. Guerrero C., Gonzales V., Romero J., Sanchez M., Polyamide-6/Chitosan Blends: Preliminary Results, J. Polymer Eng., 17(3) 1997, pág. 197-212;

Agradecimentos:

À FAPESP, CNPq, Profa. Nicole Demarquette (EPUSP), Prof. Marco Aurélio de Paoli (UNICAMP).